HAll Sensor e magneti

[Jocman]

Ciao a tutti.

Vorrei realizzare 3 assi rotanti da usare in ambito PC, usando degli hall sensor (49E 011BD) e dei magneti al neodimio cubici.

2 di questi assi sono paralleli, condividono lo stesso asse di rotazione, ma possono ruotare in direzioni opposte.

Asse singolo:
Facendo qualche prova con arduino, ho collocato il magnete sull'asse rotante ed il sensore fisso: rilevo la variazione dovuta alla rotazione del magnete, quindi penso funzioni

Assi paralleli:
qui non so come organizzarmi.
In rete ho visto alcuni realizzare assi rotanti (singoli) collocando sia il magnete che il sensore fuori asse, quindi penso di orientarmi verso un design simile.
Però ho dei dubbi: io ho testato il mio asse singolo mettendo sensore e magnete in linea sull'asse centrale, che mi è sembrata la cosa più logica ed immediata; perché loro no?
Ancora: sono stati messi 2 magneti a breve distanza l'uno dall'altro e non 1; il sensore nella rotazione passa davanti a entrambe i magneti. C'è una ragione particolare? se si, vanno messi "in serie" (nel senso PoloNord-PoloSud-PoloNordPoloSud)? Ma così facendo, invece di una gaussiana (ruotando in senso orario la curva sale, invertendo la rotazione la curva scende) non otterrei una specie di sinusoide (ruotando in un solo senso passa vicino al 1 magnete sale, poi allontanadosi scende per poi trovare il 2 magnete, risalire per poi ridiscendere, e fare l'opposto invertendo la rotazione)?

Ne approfitto: Auguri di Buon Natale

SX: asse singolo
DX: 2 assi concentrici

[EcoTan]

Il sensore AS5600
https://campaign.aliexpress.com/wow/gcp ... 1084300508
fornisce una uscita proporzionale all'angolo, naturalmente deve essere montato con un minimo di precisione. Personalmente lo ho adoperato con buoni risultati.

[Jocman]

Qualche giorno stavo valutando anche io quel tipo di componente (ha tutta un serie di caratteristiche non male), però soprattutto per motivi costruttivi (il costo del componente in sè è abbordabilissimo) devo usare il tipo che già ho. Non è previsto un PCB ma andrà montato (o meglio incollato) direttamente sulla struttura e via filo arriverà all'elettronica.

[davidde]

n rete ho visto alcuni realizzare assi rotanti (singoli) collocando sia il magnete che il sensore fuori asse, quindi penso di orientarmi verso un design simile.
Però ho dei dubbi: io ho testato il mio asse singolo mettendo sensore e magnete in linea sull'asse centrale, che mi è sembrata la cosa più logica ed immediata; perché loro no?
Ancora: sono stati messi 2 magneti a breve distanza l'uno dall'altro e non 1; il sensore nella rotazione passa davanti a entrambe i magneti. C'è una ragione particolare?

Io non capisco bene cosa intendi, metti i link a video dove si vede quello che dici. Per mettere i link direttamente a youtube premi il pulsante "youtube" tutto in alto a destra quando rispondi al messaggio e inserisci tra i tag il numero del video che ti interessa postare. Così forse riusciremo ad aiutarti...

[Jocman]

Ecco il video
Al minuto 3 si vede che inserisce i 2 magneti (e per come li inserisce suppongo siano orientati N-S ----- N-S).
Nel mio caso, 1 asse avrà il magnete fisso sul perno di rotazione (quindi ruoterà insieme all'asse di rotazione), mentre il sensore rimane fermo davanti a lui e rileva la rotazione.
Gli altri 2 assi, invece, si troveranno in una situazione analoga a quella del video, ovvero magneti e sensore dovranno essere montati fuori asse

[davidde]

Al minuto 3 si vede che inserisce i 2 magneti (e per come li inserisce suppongo siano orientati N-S ----- N-S).

Si, sembra anche a me, dice di inserirli nella sede senza permettergli di ruotare quindi sono orientati allo stesso modo. Tra l'altro, per come stanno attaccati i magneti nel momento in cui li mette nella sede mi sa che il sensore di Hall rilevi il campo magnetico in modo ortogonale rispetto a come dovrebbe. Se guardi un datasheet dei sensori SS49E (quelli che hai tu) si vede che il campo magnetico dovrebbe essere orientato assialmente rispetto al sensore:

Sensore Hall.png (25.9 KiB) Osservato 7499 volte

Credo che mettendo due magneti come fa lui il risultato sia che ad un estremo della corsa avrà il nord mentre all'altro estremo il sud. Infatti mi sembra di notare che il suo sensore si fermi esattamente al centro dei due magneti (dove teoricamente il campo magnetico è nullo e comunque confinato in gran parte all'interno dei magneti) e non gli sia permesso andare oltre.

Però ho dei dubbi: io ho testato il mio asse singolo mettendo sensore e magnete in linea sull'asse centrale, che mi è sembrata la cosa più logica ed immediata; perché loro no?

Ci sono molti sensori diversi, dipende da che sensore vorrai utilizzare. Io con il sensore che hai tu non farei una cosa così, il datasheet non ti da questa possibilità. Con altri tipi di sensore magari questo è possibile.

Ma i tuoi assi devono compiere rotazioni maggiori di un giro oppure soltanto angoli definiti inferiori ai 360°?
Ti serve conoscere la posizione angolare o soltanto il numero di giri che sta compiendo o che ha compiuto l'asse?

[Jocman]

Io in effetti sto realizzando qualcosa di analogo a quello che ha fatto lui (ok, lo ammetto, sono maniaco di simulatori pure io.... ), solo un po' più...elaborato (o almeno spero il risultato sia tale).

Comunque, in entrambe-tre (giusto per scherzarci sopra) non rileverò una rotazione completa: nel caso dell'asse singolo rimarrò entro i 30-45° di rotazione (corrisponderebbe a ciò che si vede nel video), nel caso dei 2 assi accoppiati (ma indipendenti) al massimo 90° (nei video seguenti lui invece, per una funzione analoga, utilizzerà un normale potenziometro rotativo) (per dare una idea "fisica" del mio accrocchio, sarà come avere altre 2 leve come quelle del video affiancate, quindi l'asse di rotazione comune ma possibilità di muoversi indipendentemente)

Riguardo la posizione del sensore nel video, a me sembra che in una posizione (ovvero con la leva tutta verso il basso) il sensore vada a sovrapporsi (o quantomeno ci arriva molto vicino) al magnete collocato quasi in asse tra foro del perno di rotazione e base.

Io con il sensore che hai tu non farei una cosa così, il datasheet non ti da questa possibilità.

Io, nella mia ignoranza atavica, avevo provato a tenere fisso il sensore e ruotare il magnete davanti la sua testa, in alto, il lato stretto (usavo un piccolo cuscinetto con il magnete fissato, anche se francamente adesso non mi sovviene la polarità...), e dal tracciato che rilevavo dal plotter seriale di arduino durante la rotazione ottenevo una sinusoide, quindi credo rilevasse l'aumento /diminuzione dei valori come necessario per utilizzarli come dati per un joystick.....

[davidde]

Riguardo la posizione del sensore nel video, a me sembra che in una posizione (ovvero con la leva tutta verso il basso) il sensore vada a sovrapporsi (o quantomeno ci arriva molto vicino) al magnete collocato quasi in asse tra foro del perno di rotazione e base.

Si, sono d'accordo, intendevo questo. Per me fa la stessa cosa anche dall'altra parte. Però mi sembra un po' un ripiego, non è una soluzione che mi piace troppo. Non so perché abbia scelto di farlo così.

Per usare i sensori di Hall come i tuoi sarebbe meglio un magnete a disco magnetizzato diametralmente (qui li vendono), guarda questo documento. Potresti anche provare con il magnete cubico orientando i poli come nell'immagine 8 per vedere se il sensore legge bene. Se vedi che funziona puoi applicare lo stesso principio sui tre assi, come poi volevi fare sin dall'inizio. Anche secondo me è la soluzione più sensata ...

P.S.

Credo si preferisca utilizzare un magnete a disco perché la distribuzione del campo magnetico è più regolare, in più non hai il problema legato alla diagonale del magnete cubico che ti costringe ad avere una distanza non uniforme tra sensore e magnete:

Magnete a disco magnetizzato diametralmente.png (62.42 KiB) Osservato 7184 volte

Magnete cubico.png (72.12 KiB) Osservato 7184 volte

Nelle immagini sopra puoi vedere la distribuzione delle linee di forza del campo magnetico nei due casi.

[Jocman]

Stavo pensando,nei prossimi giorni, di stamparmi in 3d un accrocchio per simulare le due situazioni (magnete singolo assiale e doppio magnete non assiale) in modo da poter testare i singoli componenti (sensore+magneti) in un modo piu affidabile e vicino a quello che avrei intenzione di realizzare e vedere come arduino interpreta nelle varie situazioni

[davidde]

Per me è una buona idea, io lo farei e cercherei anche di valutare la distanza ideale tra sensore e magnete.